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1　簡(jiǎn)介
調(diào)節(jié)閥閥體和閥蓋如選用螺柱（螺紋）連接組件承受額定工作壓力，需要對(duì)螺柱（螺紋）的強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)校審。ANSIB 16.34-1996對(duì)磅級(jí)鋼制調(diào)節(jié)閥列出了關(guān)于閥體與閥蓋的連接螺柱zui小抗拉應(yīng)力截面積和連接螺紋zui小抗剪切應(yīng)力截面積的條件不等式。該不等式引入ANSI系列磅級(jí)閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)API 600/ISO 10434：1998后，近兩年有多個(gè)公稱壓力（PN）采用DIN系列的鋼制閥門(mén)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以不同表達(dá)式引入文本，但由于采取了不同的表達(dá)方式，以及在壓力級(jí)轉(zhuǎn)換和公英制轉(zhuǎn)換過(guò)程，出現(xiàn)參數(shù)歧義和系數(shù)差異，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，因此有必要對(duì)不等式的設(shè)計(jì)理念、轉(zhuǎn)換原則、計(jì)算方式和適用范圍進(jìn)行探討。

2　公式分析

ANSIB 16.34中關(guān)于栓接閥蓋的螺栓zui小截面積條件不等式為

式中

Sa———100°F時(shí)的螺栓許用應(yīng)力（S_a>20000時(shí)，使用20000），Lb/in²

P_C———壓力額定值，Lb/in²

式（1）表示閥體與閥蓋的連接螺柱zui小截面積所承受的拉應(yīng)力，在閥門(mén)的zui大工作壓力作用于墊片有效周邊面積時(shí)，不應(yīng)超過(guò)材料許用應(yīng)力的45%（極限條件是對(duì)>20000psi的許用應(yīng)力，取20000psi）。但這個(gè)拉應(yīng)力沒(méi)有將體蓋連接的法蘭密封墊片的密封力以及關(guān)閉閥門(mén)時(shí)閥桿總軸向力產(chǎn)生的拉應(yīng)力列入其中。而這二個(gè)被簡(jiǎn)略的拉應(yīng)力在通常使用的應(yīng)力分析算式中占總拉應(yīng)力的50%～75%?，F(xiàn)將Sb系數(shù)簡(jiǎn)化為1，則式（1）轉(zhuǎn)換為

顯然，式（2）的拉應(yīng)力計(jì)算值與式（1）相比提高了122%，意在抵消二個(gè)被簡(jiǎn)略的拉應(yīng)力，但仍與應(yīng)力分析算式的計(jì)算值存在20%左右的差距。

3　米制轉(zhuǎn)換

API600將式（1）的面積單位由in²改為mm²，許用應(yīng)力單位由psi轉(zhuǎn)化為MPa，則式（1）轉(zhuǎn)換為

式中　

磅級(jí)———磅級(jí)值

S_b———螺栓在38℃時(shí)的許用應(yīng)力（S_b>138時(shí)，取138），MPa

A_g———墊片外周所限界定的有效面積（環(huán)接墊片除外，環(huán)接墊片的有效面積是節(jié)圓面積），mm

A_b———螺栓拉應(yīng)力區(qū)域的總有效面積，mm²

這個(gè)適合于磅級(jí)鋼閥門(mén)的條件不等式己完整引入GB/T12238。標(biāo)準(zhǔn)定義PC為“閥門(mén)的公稱壓力用磅級(jí)的標(biāo)識(shí)數(shù)，如PN140時(shí)為800。”

4　壓力級(jí)轉(zhuǎn)換———用于ANSI系列閥門(mén)

為適應(yīng)PN為ANSI系列鋼制閥門(mén)的要求API600還并列提供了條件不等式。

式中　

PN———公稱壓力標(biāo)志的數(shù)值

K———系數(shù)（PN=20，K=1.25；PN=50，K=1；PN=110，K=0.91；PN=150，K=1；PN=250，K=0.97；PN=420，K=1）

式（4）中左項(xiàng)的壓力額定值由式（3）的“磅級(jí)值”等量轉(zhuǎn)化式（2）的“6K（PN）”。系數(shù)6K應(yīng)定義為“磅級(jí)”轉(zhuǎn)化為“公稱壓力標(biāo)志的數(shù)值”的壓力級(jí)轉(zhuǎn)換系數(shù)，其中變因數(shù)K=磅級(jí)值/（6×PN）。顯然K值是針對(duì)于PN的ANSI系列換算而來(lái)的，只適用于ANSI系列。對(duì)不等式參數(shù)（PN）的定義既不應(yīng)是GB/T12235-2007定義的“38℃時(shí)的zui大允許工作壓力，單位為兆帕（MPa）”，也不應(yīng)是GB/T12234-2007定義的“閥門(mén)的公稱壓力或38℃時(shí)的zui大允許工作壓力”，否則其拉應(yīng)力的計(jì)算值將縮小至10%。

5　系列轉(zhuǎn)換———用于DIN系列閥門(mén)

GB閥門(mén)的PN一般均采用DIN系列，為使式（4）也適用DIN系列，就要為式（4）配置符合DIN系列的K值和許用應(yīng)力S_b。

5.1　K值的選擇

壓力級(jí)轉(zhuǎn)換要根據(jù)閥門(mén)PN的不同系列計(jì)算K值。例如600Lb的磅級(jí)閥門(mén)轉(zhuǎn)化為公制，則對(duì)應(yīng)的PN應(yīng)為ANSI系列“PN=110”，系數(shù)K應(yīng)為0.91。但如閥門(mén)的PN為DIN系列，則600Lb的磅級(jí)對(duì)應(yīng)的公稱壓力應(yīng)為“PN=100”，此時(shí)K=1。

K值還應(yīng)按閥門(mén)在38℃時(shí)的zui大允許工作壓力計(jì)算，而不是簡(jiǎn)單地對(duì)應(yīng)于PN取值。在ANSI系列中對(duì)應(yīng)于PN50的CL300，在DIN系列中按其在38℃時(shí)實(shí)際的zui大允許工作壓力又分別對(duì)應(yīng)PN40和PN25。求得的K值，分別為1.0、1.25、和2.0。如按GB/T12234-2007規(guī)定，PN25的K值參照PN50的K值倍。依此推算，適用于DIN系列鋼制閥門(mén)的K值如表1，有別于API600標(biāo)準(zhǔn)中僅適用于ANSI系列的K值。

表1　DIN系列鋼制閥門(mén)的K值

根據(jù)API605，PN10對(duì)應(yīng)75磅級(jí)，PN67對(duì)應(yīng)400磅級(jí)。表1中有著大比例差距的K值，在GB/T12237-2007的條件不等式（式5）中被取消了，如與式（4）比較，例如對(duì)于PN16閥門(mén)，拉應(yīng)力計(jì)算值縮小了36%。

式中　

P_C———球閥在38℃時(shí)的zui高工作壓力，MPa

5.2　S_b的選擇

不等式（4）對(duì)S_b的定義為“螺栓在38℃時(shí)的許用應(yīng)力（對(duì)于>138MPa的許用應(yīng)力，取138MPa）”。從關(guān)于螺栓許用應(yīng)力的資料中查到35CrMo鋼和35鋼螺柱的許用應(yīng)力分別為230MPa和150MPa。如按條件不等式要求均按138MPa代入，則得出35鋼螺柱組和35CrMo鋼螺柱組可以承受相同拉應(yīng)力的錯(cuò)誤結(jié)論。

從式（1）的轉(zhuǎn)換過(guò)程分析，S_b由極限許用應(yīng)力20000psi轉(zhuǎn)化為138MPa時(shí)，其系數(shù)由0.45等量轉(zhuǎn)換為65.26，可見(jiàn)這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式不能脫離其特定的許用應(yīng)力。不同的數(shù)學(xué)模式只能從各自分析系統(tǒng)的許用應(yīng)力數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢，尤其對(duì)于這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，不論用于PN的何種系列，S_b只能從ASME《鍋爐與壓力容器規(guī)范》中檢索。而GB150-1998中確定的螺柱材料許用應(yīng)力[σ_b]也只能適用于國(guó)內(nèi)通常使用的應(yīng)力分析計(jì)算模式。

6　文字轉(zhuǎn)換

GB/T12236-2008對(duì)連接螺柱zui小截面積規(guī)定，閥體與閥蓋的連接螺柱根部總截面積的拉應(yīng)力是按zui大工作壓力作用于墊片有效外邊緣的面積上或作用在金屬環(huán)（對(duì)于環(huán)形連接法蘭）的節(jié)圓上，其計(jì)算拉應(yīng)力應(yīng)當(dāng)不超過(guò)62MPa，如果用戶的螺柱材料的屈服強(qiáng)度不大于207MPa，則計(jì)算連接拉應(yīng)力應(yīng)當(dāng)不超過(guò)48MPa。顯然文中把zui大工作壓力計(jì)量單位直接由磅級(jí)轉(zhuǎn)為MPa。這段文字是源于對(duì)式（1）的非等效轉(zhuǎn)換。令S_b=137.9MPa，且將PC（MPa）直接定義為工作壓力，則0.45×S_b=62，即

如將不等式兩邊乘以145.16，且將P_C（MPa）轉(zhuǎn)為PN（公稱壓力標(biāo)志的數(shù)值），則式（6）左項(xiàng)為145.16P_C = 6×2.42×10P_C = 6×2.42×PN，右項(xiàng)為145.16×62=9000 = 65.26×137.9。式（6）轉(zhuǎn)換為

與式（4）相比，式（7）以2.42應(yīng)對(duì)不同K值，其拉應(yīng)力將被擴(kuò)大20%～163%。

7　公式簡(jiǎn)化

對(duì)同樣適用范圍的條件不等式，統(tǒng)一其表達(dá)式則有利于引用和編程，統(tǒng)一參數(shù)定義和計(jì)算單位則是標(biāo)準(zhǔn)化的需求，簡(jiǎn)化表達(dá)式則有利于理解和推廣。

7.1　統(tǒng)一表達(dá)式

在GB/T12224-2005中，條件不等式表達(dá)為

如將式（8）乘以14.22可轉(zhuǎn)化為

可見(jiàn)式（9）與式（4）可以有相同的表達(dá)方式，但式（8）卻與GB/T12234、GB/T12235、GB/T12236和GB/T12237中的表達(dá)式不同、面積計(jì)量單位不同（為cm²）、參數(shù)“PN”的定義不同并取消了K系數(shù)。

7.2　簡(jiǎn)化表達(dá)式

如將式（4）中許用應(yīng)力Sb的系數(shù)簡(jiǎn)化為1，得

式中　

λ———壓力級(jí)轉(zhuǎn)換系數(shù)

式（10）定義為“閥體與閥蓋的連接螺柱組zui小截面積上的拉力是按zui大工作壓力所對(duì)應(yīng)的公稱壓力標(biāo)志數(shù)值λ倍數(shù)的應(yīng)力作用于墊片有效外周邊所限定的面積上或作用在金屬環(huán)（對(duì)于環(huán)形連接法蘭）節(jié)圓上計(jì)算的，其拉應(yīng)力應(yīng)不超過(guò)螺柱材料的許用拉應(yīng)力（對(duì)于大于138MPa的許用應(yīng)力，取138MPa）。轉(zhuǎn)換系數(shù)λ按PN的不同系列選取”。

7.3　系數(shù)λ的計(jì)算

式（10）中λ由6K/65.26=0.092K所得，或

表2　λ值MPa

注：PN20、PN50、PN67、PN110、PN150屬ANSI系列。

8　誤差分析

以上的條件不等式屬經(jīng)驗(yàn)公式，如按受力分析，螺柱組承受的拉力應(yīng)由中腔通道截面積所承受的zui大工作壓力、墊片的密封力和閥門(mén)關(guān)閉時(shí)的閥桿總軸向力3部分組成，其拉應(yīng)力計(jì)算式為

式中　

σ———螺柱組承受的拉應(yīng)力，MPa

P_n———螺柱組承受的拉力，N

P———38℃時(shí)的zui大允許工作壓力，MPa

A———中腔通道截面積，mm²

m———墊片系數(shù)

d_f———墊片接觸面積，mm²

QFZ''———閥門(mén)關(guān)閉時(shí)總軸向力，N

為進(jìn)行誤差分析，將定性分析轉(zhuǎn)為定量分析，引入許用應(yīng)力載荷系數(shù)ξ，求出螺柱拉應(yīng)力相對(duì)于許用應(yīng)力的實(shí)際載荷比例。引入對(duì)比系數(shù)ε（%），用以比較二種算式各自得出的許用應(yīng)力載荷系數(shù)的吻合度，用于求證經(jīng)驗(yàn)公式的有效性和偏差率。表3～表7列出用二種分析方法對(duì)典型閥門(mén)產(chǎn)品的分析數(shù)據(jù)。其中K值按PN的不同系列分別從式（4）和表1中選取。

式中　

ξ———許用應(yīng)力載荷系數(shù)，（%）

[σ_L]———許用應(yīng)力，MPa

經(jīng)驗(yàn)公式和應(yīng)力分析算式為螺柱按35CrMo鋼選定的許用應(yīng)力，分別為138MPa和230MPa。

表3　API150Lb許用應(yīng)力載荷系數(shù)ξ%

表4　API300Lb許用應(yīng)力載荷系數(shù)ξ%

表5　Z41H16C許用應(yīng)力載荷系數(shù)ξ%

表6　H44H64～160許用應(yīng)力載荷系數(shù)ξ%

表7　J41H40～100的對(duì)比系數(shù)ε%

通過(guò)表3～表7中各數(shù)據(jù)，可以看到在同一壓力級(jí)分別用二種分析方法得出的數(shù)據(jù)中，橫向比較ξ值和ε值一般相差在10%左右，其值變化相對(duì)較小，說(shuō)明原產(chǎn)品經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，保險(xiǎn)系數(shù)設(shè)置比較一致?？v向比較則ε值帶有明顯的類別特征，閘閥一般在+20%以內(nèi)，截止閥一般在-20%以內(nèi)，說(shuō)明偏差主要來(lái)自不同的計(jì)算方法。而許用應(yīng)力載荷系數(shù)ξ值不超過(guò)70%，一般都集中在50%以下（包括J41H），因此20%的偏差對(duì)定性分析來(lái)講是可以接受的。

作為經(jīng)驗(yàn)公式在計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)略了應(yīng)力分析法中諸如閥門(mén)關(guān)閉時(shí)閥桿總軸向力、墊片系數(shù)、摩擦系數(shù)和密封面寬度等許多不確定因素及可能帶來(lái)的各種偏差，僅選用4個(gè)參數(shù)即確定了螺柱截面積，不但能在同一系列中取得較為一致的吻合度，而且以可接受的偏差應(yīng)對(duì)各種類別的鋼制閥門(mén)，說(shuō)明轉(zhuǎn)換的經(jīng)驗(yàn)公式便捷有效。但20%偏差的存在，對(duì)重要工況使用的閥門(mén)其許用應(yīng)力載荷系數(shù)超過(guò)80%時(shí)，采用應(yīng)力分析法進(jìn)行復(fù)審，估算經(jīng)驗(yàn)公式可能出現(xiàn)的計(jì)算偏差，是有必要的。

9　螺紋連接的閥蓋組件其螺紋剪切面積計(jì)算

9.1　不等式的轉(zhuǎn)換

當(dāng)閥體和閥蓋組件用螺紋連接時(shí)，式（4）并不適用，而應(yīng)改為對(duì)螺紋抗剪面積的設(shè)計(jì)校審。

ANSIB16.34提供了適用于磅級(jí)鋼制閥門(mén)的不等式

式中　

A_S———螺紋抗剪切應(yīng)力總有效面積，mm

式（14）用于PN的DIN系列鋼制閥門(mén)計(jì)算時(shí)，應(yīng)進(jìn)行米制轉(zhuǎn)換和壓力級(jí)轉(zhuǎn)換。為適用各種不同材料的許用剪切應(yīng)力，需按式（4）的數(shù)學(xué)模式進(jìn)行重組。令[τ]=0.6S_b=0.6×20000=12000，[τ]系數(shù)=4200÷12000=0.35，代入式（14）得

進(jìn)行米制轉(zhuǎn)換和壓力級(jí)轉(zhuǎn)換，中項(xiàng)[τ]=12000×0.006 894 76=82.7（MPa），4200÷82.7=50.78。左項(xiàng)按式（4）方式轉(zhuǎn)換，得

式（16）中的變因數(shù)K值分別按PN的ANSI系列和DIN系列從式（4）和表1中查取。對(duì)比式（16）和式（14），如P_C=1.6MPa，則PN=16。于是由式（14）所得的拉應(yīng)力計(jì)算值與式（16）相比，竟然擴(kuò)大了93.6倍。顯然式（14）不能采用GB/T12237-2007直接PC以MPa為計(jì)量單位代入式中，AS也不應(yīng)被Ab替代。

9.2　A_S的計(jì)算

計(jì)算A_S時(shí)應(yīng)考慮螺紋各圈載荷不均勻系數(shù)k_Z。對(duì)于鋼制內(nèi)外螺紋件，且d/t<9，則k_Z=5t/d。若d/t=9～16，則kZ=0.56（d為外螺紋的公稱直徑）〔19〕。因此螺紋抗剪切應(yīng)力面積為

式中

k_Z———螺紋各圈載荷不均的系數(shù)

d₁———外螺紋小徑，mm

b———螺紋牙根部寬度，mm

z———螺紋受力凈牙數(shù)

N———螺柱個(gè)數(shù)

t———牙距，mm

9.3　鑄造質(zhì)量系數(shù)和[τ]

將[τ]=0.6S_b代入式（15），則

與式（1）中許用拉應(yīng)力的打折系數(shù)0.45相比，超過(guò)了6折。由于剪切強(qiáng)度的校審是針對(duì)閥體鑄鋼件內(nèi)螺紋牙根強(qiáng)度的，在檢索鑄鋼件S_b時(shí)，要根據(jù)ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》（71313（2））中的規(guī)定取0.8為WCB鋼的鑄造質(zhì)量系數(shù)，得出0.45×016×0.8=0.36。

10　螺柱（螺紋）的螺紋牙根剪切強(qiáng)度

API600在設(shè)定條件不等式時(shí)規(guī)定，閥體與閥蓋之間的連接至少要用4個(gè)貫穿的雙頭螺柱緊固，用“貫穿”二字限定計(jì)算于螺栓組的拉伸強(qiáng)度。當(dāng)閥體選用WCB鋼，乘上鑄造質(zhì)量系數(shù)，其S_b=96.6MPa，僅為35CrMo鋼螺柱的70%，而其許用剪切應(yīng)力[τ]僅為58MPa。因此當(dāng)閥體以螺孔鎖緊螺柱時(shí)，螺柱以及其閥體螺紋的螺紋牙根部的剪切強(qiáng)度是否能和螺栓組拉伸強(qiáng)度同時(shí)滿足，有待探討。

10.1　螺柱的螺紋牙根部剪切強(qiáng)度計(jì)算

以A_b=0.25nπd₁²代入式（4），將S_b系數(shù)簡(jiǎn)化為1，整理后得

以A_S=nk_Zπd₁bz代入式（16），令b=0.875t，[τ]=0.6Sb，將S_b系數(shù)簡(jiǎn)化為1，整理后得

當(dāng)τ≤σ≤S_b時(shí)，即可同時(shí)滿足螺柱拉伸強(qiáng)度和螺紋牙根部的剪切強(qiáng)度，式（19）和式（20）整理后得d₁≤1.634k_Ztz，轉(zhuǎn)換為

式中

ω———抗剪強(qiáng)度系數(shù)，%

式（21）表明，當(dāng)ω≥100%時(shí)，拉伸強(qiáng)度合格的螺柱其螺紋牙根部的剪切強(qiáng)度也合格，不需要單獨(dú)校審。當(dāng)ω<100%時(shí)，則需要通過(guò)改成細(xì)牙螺紋來(lái)增大螺紋小徑d，并增加螺母厚度以增加螺柱受力螺牙數(shù)z等措施，使剪切強(qiáng)度大于螺柱拉伸強(qiáng)度。表8是螺柱配用美制重型六角螺母時(shí)有效牙數(shù)的ω值。

表8　美制螺柱抗剪強(qiáng)度系數(shù)ω值%

表8中數(shù)據(jù)說(shuō)明，1in.是美制粗牙螺紋（UNC）螺柱的螺紋牙根部強(qiáng)度的分界線。越過(guò)這條線，抗剪強(qiáng)度系數(shù)ω均小于100%。如按API
600關(guān)于“直徑大于或等于25mm的栓接應(yīng)用8扣螺紋系列（8UNC），??”的規(guī)定，則還要將1～2in.螺母（9檔）厚度再增加10%～20%，（即1.12d），ω值才能均衡保持在100%～101%（除1in1為111%以外）。國(guó)標(biāo)中則沒(méi)有對(duì)應(yīng)的重型螺母，GB/T41偏薄，GB/T56偏厚，規(guī)格也只到M48。表9是采用GB/T41六角螺母時(shí)螺柱有效牙數(shù)的ω值，M20以上的ω值都小于100%。表10采用牙距小于3mm的GB/T56厚螺母的厚度，顯然偏厚，若厚度m=1.2D，表10的在110%左右。

表9　采用GB/T41六角螺母的ω%

表10　采用GB/T56六角厚螺母的ω%

10.2　閥體螺孔的螺紋牙根部的剪切強(qiáng)度計(jì)算

以A_b=0.25nπd₁²和d₁=D-1.0825t代入式（4），將S_b系數(shù)簡(jiǎn)化為1，整理后得

式中　

D———內(nèi)螺紋大徑，mm

以A_S=nk_ZπDbz和[τ]=0.6（0.8×S_b）代入式（16），令b=0.875t。將Sb系數(shù)簡(jiǎn)化為1，整理后得

當(dāng)σ≤S_b時(shí)，只要螺紋的牙數(shù)能滿足τ≤σ≤S_b，即可同時(shí)滿足螺柱拉伸強(qiáng)度和閥體內(nèi)螺紋的螺紋牙根部剪切強(qiáng)度，與式（22）和式（23）連解，整理后得

以各公制粗牙內(nèi)螺紋的大徑和牙距代入，解得滿足τ≤σ≤S_b所需的內(nèi)螺紋zui少牙數(shù)z（表11）。

表11　WCB閥體內(nèi)螺紋需要的zui少牙數(shù)

表11中T值為b_m=1.25d的雙頭螺柱的有效牙數(shù)減去1個(gè)殘牙后的凈牙數(shù)。計(jì)算表明，當(dāng)35CrMo鋼螺柱組總截面積滿足拉伸強(qiáng)度時(shí)，WCB鋼制閥體螺孔內(nèi)螺紋的螺牙如能超過(guò)表11所需的zui少牙數(shù)z，其螺紋牙根部剪切強(qiáng)度也能同時(shí)滿足，不需另審。

10.3　系數(shù)k_Z的取值

系數(shù)kZ的取值直接影響計(jì)算結(jié)論。如取k_Z=1，即螺紋各圈載荷始終是均勻的。那么無(wú)論是美標(biāo)螺紋還是公制螺紋的螺柱，只要按一般厚度的粗牙六角螺母有效螺牙數(shù)計(jì)算，其ω值都在100%以上，直徑在36mm（1¹/₂in.）以上的ω值也都在120%以上。而對(duì)于閥體螺孔內(nèi)螺紋牙數(shù)，則可順序減少33%～79%，例如螺孔M30僅需6牙，這個(gè)結(jié)論不符合實(shí)際。但機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)該使螺紋各圈載荷的均勻度有所提高，系數(shù)kZ值有待修正。

11　條件不等式的適用范圍和使用條件

（1）式（4）僅適用于PN的ANSI系列鋼制閥門(mén)，如要用于DIN系列，應(yīng)從表1中選用相應(yīng)的K值，磅級(jí)鋼制閥門(mén)應(yīng)選用式（3）。

（2）式（3）、式（4）及式（16）不適合閥體為分體結(jié)構(gòu)的閥門(mén)。因?yàn)檫@種以螺柱或螺紋連接的閥體組件要承受管道機(jī)械負(fù)荷。

（3）閥體和閥蓋之間的連接至少要用4個(gè)雙頭螺柱連接，其螺紋zui小直徑按表12規(guī)定選取。

表12　雙頭螺柱的螺紋zui小直徑

（4）螺柱的公制螺紋大于M27時(shí)，應(yīng)采用牙距不超過(guò)3mm的螺紋。

（5）許用應(yīng)力值Sb應(yīng)從ASME《鍋爐與壓力容器規(guī)范》第Ⅱ卷D部分的列表和第Ⅷ卷第1冊(cè)或第Ⅲ卷第1冊(cè)2級(jí)或3級(jí)中檢索，對(duì)鑄鋼件還應(yīng)按規(guī)定乘上鑄造質(zhì)量系數(shù)。

（6）K值應(yīng)按PN系列選取，ANSI系列按API600標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，DIN系列從表1中選取。

（7）PN應(yīng)定義為公稱壓力標(biāo)志的數(shù)值。

（8）Ag和Ab（AS）應(yīng)采用米制或相同計(jì)算單位。

（9）如閥門(mén)結(jié)構(gòu)、墊片壓縮量要求或特定的工況條件等技術(shù)要求可能超過(guò)條件不等式zui低要求的螺柱連接或螺紋連接時(shí)，應(yīng)將這些因素列入計(jì)算中統(tǒng)一考慮。

12　不等式轉(zhuǎn)換的一般原則

由于材料壓力-溫度級(jí)的原因，經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)]有能夠采取同一量綱，而是讓CL和psi兩個(gè)壓力值僅以純數(shù)值比較。還由于公稱壓力（PN）和壓力級(jí)（CL）的溫度基準(zhǔn)不同，兩者之間沒(méi)有嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系。這些都給各不等式轉(zhuǎn)換帶來(lái)不確定因素，所以轉(zhuǎn)換一般遵照按原值等量轉(zhuǎn)換、按實(shí)際zui高工作壓力取值和按PN的不同系列轉(zhuǎn)換原則。

（1）按原值等量轉(zhuǎn)換　從式（1）到式（3）和式（4）的轉(zhuǎn)換過(guò)程可以看到，不等式右項(xiàng)的9000ps由i極限許用應(yīng)力變?yōu)槌?shù)值，始終不變。

而中項(xiàng)的不同許用應(yīng)力與其系數(shù)的積一直保持9000數(shù)值，左項(xiàng)的額定壓力值則是磅級(jí)值的等值轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)化到zui后，各數(shù)值的計(jì)量單位也被進(jìn)一步淡化了。

（2）按實(shí)際zui高工作壓力取值　磅級(jí)的壓力值并非都是zui高工作壓力。如WCB鋼的150Lb換算為公制是1.03MPa，僅僅是300℃溫度下的額定工作壓力值（CL對(duì)應(yīng)的工作溫度根據(jù)不同材料規(guī)范又各不相同），它在38℃時(shí)的額定工作壓力則達(dá)1.96MPa，這才是不等式計(jì)算中所需的zui高工作壓力值。因此在不等式轉(zhuǎn)換中PC（CL）不能由PN（MPa）直接取代。還要注意公稱壓力PN（MPa）也不一定都是zui高工作壓力。對(duì)于某些材料如銅合金、鑄鐵等在常溫下其CL對(duì)應(yīng)的PN因閥門(mén)的規(guī)格和接口方式區(qū)別會(huì)有多種相應(yīng)的zui高工作壓力，如表13～表15。

（3）按PN的不同系列轉(zhuǎn)換　如CL300分別對(duì)應(yīng)PN25、PN40和PN50，若按zui大工作壓力計(jì)算，相應(yīng)K值各為2、1125、110，相差懸殊，理應(yīng)單列。

表13　鑄銅合金K值

注：150Lb以下為ASTMB62青銅，200Lb以上為ASTMB61青銅。

表14　球墨鑄鐵K值

表15　灰鑄鐵K值

13　非鋼制閥門(mén)的條件不等式

當(dāng)式（4）用于非鋼制閥門(mén)時(shí)，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的材料規(guī)范和相應(yīng)磅級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)磅級(jí)表中查到38℃時(shí)的工作壓力值，圓整后按PN（公稱壓力）定義轉(zhuǎn)為公稱壓力標(biāo)志的數(shù)值，以此計(jì)算出變因素K值，列入適用于該材料的條件不等式（表13～表15）。由于這類材料的閥門(mén)一般使用低于35CrMo鋼性能的螺柱，因此9000psi便失去了極限許用應(yīng)力值的作用。

14　結(jié)語(yǔ)

在多項(xiàng)閥門(mén)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于ANSIB16134標(biāo)準(zhǔn)中閥體與閥蓋的連接螺柱（螺紋）強(qiáng)度計(jì)算的條件不等式的轉(zhuǎn)換和引用過(guò)程出現(xiàn)的參數(shù)“PN”的定義、系數(shù)值和表達(dá)式的不一致及由此引起的計(jì)算偏差應(yīng)予以關(guān)注，希望有一個(gè)統(tǒng)一、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)化且也能適用于PN（公稱壓力）的DIN系列閥門(mén)的計(jì)算方式。